Java的wait(), notify()和notifyAll()使用心得

wait(),notify()和notifyAll()都是java.lang.Object的方法:
wait(): Causes the current thread to wait until another thread invokes the notify() method or the notifyAll() method for this object.
notify(): Wakes up a single thread that is waiting on this object's monitor.
notifyAll(): Wakes up all threads that are waiting on this object's monitor.
这三个方法,都是Java语言提供的实现线程间阻塞(Blocking)和控制进程内调度(inter-process communication)的底层机制。在解释如何使用前,先说明一下两点:
1. 正如Java内任何对象都能成为锁(Lock)一样,任何对象也都能成为条件队列(Condition queue)。而这个对象里的wait(), notify()和notifyAll()则是这个条件队列的固有(intrinsic)的方法。
2. 一个对象的固有锁和它的固有条件队列是相关的,为了调用对象X内条件队列的方法,你必须获得对象X的锁。这是因为等待状态条件的机制和保证状态连续性的机制是紧密的结合在一起的。
(An object's intrinsic lock and its intrinsic condition queue are related: in order to call any of the condition queue methods on object X, you must hold the lock on X. This is because the mechanism for waiting for state-based conditions is necessarily tightly bound to the mechanism fo preserving state consistency)
根据上述两点,在调用wait(), notify()或notifyAll()的时候,必须先获得锁,且状态变量须由该锁保护,而固有锁对象与固有条件队列对象又是同一个对象。也就是说,要在某个对象上执行wait,notify,先必须锁定该对象,而对应的状态变量也是由该对象锁保护的。
知道怎么使用后,我们来问下面的问题:
1. 执行wait, notify时,不获得锁会如何?
请看代码:


复制代码 代码如下:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object obj = new Object();
        obj.wait();
        obj.notifyAll();
}

执行以上代码,会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常。
2. 执行wait, notify时,不获得该对象的锁会如何?
请看代码:


复制代码 代码如下:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object obj = new Object();
        Object lock = new Object();
        synchronized (lock) {
            obj.wait();
            obj.notifyAll();
        }
    }

执行代码,同样会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常。
3. 为什么在执行wait, notify时,必须获得该对象的锁?
这是因为,如果没有锁,wait和notify有可能会产生竞态条件(Race Condition)。考虑以下生产者和消费者的情景:
1.1生产者检查条件(如缓存满了)-> 1.2生产者必须等待
2.1消费者消费了一个单位的缓存 -> 2.2重新设置了条件(如缓存没满) -> 2.3调用notifyAll()唤醒生产者
我们希望的顺序是: 1.1->1.2->2.1->2.2->2.3
但在多线程情况下,顺序有可能是 1.1->2.1->2.2->2.3->1.2。也就是说,在生产者还没wait之前,消费者就已经notifyAll了,这样的话,生产者会一直等下去。
所以,要解决这个问题,必须在wait和notifyAll的时候,获得该对象的锁,以保证同步。
请看以下利用wait,notify实现的一个生产者、一个消费者和一个单位的缓存的简单模型:


复制代码 代码如下:

public class QueueBuffer {
    int n;
    boolean valueSet = false;
    synchronized int get() {
        if (!valueSet)
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("InterruptedException caught");
            }
        System.out.println("Got: " + n);
        valueSet = false;
        notify();
        return n;
    }
    synchronized void put(int n) {
        if (valueSet)
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("InterruptedException caught");
            }
        this.n = n;
        valueSet = true;
        System.out.println("Put: " + n);
        notify();
    }
}

复制代码 代码如下:

public class Producer implements Runnable {
    private QueueBuffer q;
    Producer(QueueBuffer q) {
        this.q = q;
        new Thread(this, "Producer").start();
    }
    public void run() {
        int i = 0;
        while (true) {
            q.put(i++);
        }
    }
}

复制代码 代码如下:

public class Consumer implements Runnable {
    private QueueBuffer q;
    Consumer(QueueBuffer q) {
        this.q = q;
        new Thread(this, "Consumer").start();
    }
    public void run() {
        while (true) {
            q.get();
        }
    }
}

复制代码 代码如下:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        QueueBuffer q = new QueueBuffer();
        new Producer(q);
        new Consumer(q);
        System.out.println("Press Control-C to stop.");
    }
}

所以,JVM通过在执行的时候抛出IllegalMonitorStateException的异常,来确保wait, notify时,获得了对象的锁,从而消除隐藏的Race Condition。
最后来看看一道题:写一个多线程程序,交替输出1,2,1,2,1,2......
利用wait, notify解决:


复制代码 代码如下:

public class OutputThread implements Runnable {
    private int num;
    private Object lock;
    public OutputThread(int num, Object lock) {
        super();
        this.num = num;
        this.lock = lock;
    }
    public void run() {
        try {
            while(true){
                synchronized(lock){
                    lock.notifyAll();
                    lock.wait();
                    System.out.println(num);
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        final Object lock = new Object();
        Thread thread1 = new Thread(new OutputThread(1,lock));
        Thread thread2 = new Thread(new OutputThread(2, lock));
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

时间: 2013-08-18

java多线程之wait(),notify(),notifyAll()的详解分析

wait(),notify(),notifyAll()不属于Thread类,而是属于Object基础类,也就是说每个对象都有wait(),notify(),notifyAll()的功能.因为每个对象都有锁,锁是每个对象的基础,当然操作锁的方法也是最基础了. wait导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或被其他线程中断.wait只能由持有对像锁的线程来调用. notify唤醒在此对象监视器上等待的单个线程.如果所有线程都在此对象上等

java多线程实现服务器端与多客户端之间的通信

用java语言构建一个网络服务器,实现客户端和服务器之间通信,实现客户端拥有独立线程,互不干扰. 应用多线程来实现服务器与多线程之间的通信的基本步骤 服务器端创建ServerSocket,循环调用accept()等待客户端链接 客户端创建一个Socket并请求和服务器端链接 服务器端接受客户端请求,创建socekt与该客户端建立专线链接 建立链接的socket在一个单独的线程上对话 服务器继续等待新的链接 服务器端Server.java package test.concurrent.socke

Java Web项目中使用Socket通信多线程、长连接的方法

很多时候在javaweb项目中我们需要用到Socket通信来实现功能,在web中使用Socket我们需要建立一个监听程序,在程序启动时,启动socket监听.我们的应用场景是在java项目中,需要外接如一个硬件设备,通过tcp通信,获取设备传上来的数据,并对数据做回应. 先看一下web的监听代码: import javax.servlet.ServletContextEvent; import javax.servlet.ServletContextListener; public class

Java线程间的通信方式详解

本总结我对于JAVA多线程中线程之间的通信方式的理解,主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信,故摘抄了书中的一些示例代码,具体内容如下 ①同步 这里讲的同步是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信. 参考示例: public class MyObject { synchronized public void methodA() { //do something.... } synchronized public void methodB() { //do so

深入解析Java的线程同步以及线程间通信

Java线程同步 当两个或两个以上的线程需要共享资源,它们需要某种方法来确定资源在某一刻仅被一个线程占用.达到此目的的过程叫做同步(synchronization).像你所看到的,Java为此提供了独特的,语言水平上的支持. 同步的关键是管程(也叫信号量semaphore)的概念.管程是一个互斥独占锁定的对象,或称互斥体(mutex).在给定的时间,仅有一个线程可以获得管程.当一个线程需要锁定,它必须进入管程.所有其他的试图进入已经锁定的管程的线程必须挂起直到第一个线程退出管程.这些其他的线程被

Java线程通信详解

线程通信用来保证线程协调运行,一般在做线程同步的时候才需要考虑线程通信的问题. 1.传统的线程通信 通常利用Objeclt类提供的三个方法: wait() 导致当前线程等待,并释放该同步监视器的锁定,直到其它线程调用该同步监视器的notify()或者notifyAll()方法唤醒线程. notify(),唤醒在此同步监视器上等待的线程,如果有多个会任意选择一个唤醒 notifyAll() 唤醒在此同步监视器上等待的所有线程,这些线程通过调度竞争资源后,某个线程获取此同步监视器的锁,然后得以运行.

深入理解JAVA多线程之线程间的通信方式

一,介绍 本总结我对于JAVA多线程中线程之间的通信方式的理解,主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信,故摘抄了书中的一些示例代码. 二,线程间的通信方式 ①同步 这里讲的同步是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信. 参考示例: public class MyObject { synchronized public void methodA() { //do something.... } synchronized public void methodB()

java 多线程-线程通信实例讲解

线程通信的目标是使线程间能够互相发送信号.另一方面,线程通信使线程能够等待其他线程的信号. 通过共享对象通信 忙等待 wait(),notify()和 notifyAll() 丢失的信号 假唤醒 多线程等待相同信号 不要对常量字符串或全局对象调用 wait() 通过共享对象通信 线程间发送信号的一个简单方式是在共享对象的变量里设置信号值.线程 A 在一个同步块里设置 boolean 型成员变量 hasDataToProcess 为 true,线程 B 也在同步块里读取 hasDataToProc

Java通过wait()和notifyAll()方法实现线程间通信

本文实例为大家分享了Java实现线程间通信的具体代码,供大家参考,具体内容如下 Java代码(使用了2个内部类): package Threads; import java.util.LinkedList; /** * Created by Frank */ public class ProdCons { protected LinkedList<Object> list = new LinkedList<>(); protected int max; protected bool

举例讲解Java中Piped管道输入输出流的线程通信控制

PipedOutputStream和PipedInputStream 在java中,PipedOutputStream和PipedInputStream分别是管道输出流和管道输入流. 它们的作用是让多线程可以通过管道进行线程间的通讯.在使用管道通信时,必须将PipedOutputStream和PipedInputStream配套使用. 使用管道通信时,大致的流程是:我们在线程A中向PipedOutputStream中写入数据,这些数据会自动的发送到与PipedOutputStream对应的Pip

举例讲解Java中的Stream流概念

1.基本的输入流和输出流 流是 Java 中最重要的基本概念之一.文件读写.网络收发.进程通信,几乎所有需要输入输出的地方,都要用到流. 流是做什么用的呢?就是做输入输出用的.为什么输入输出要用"流"这种方式呢?因为程序输入输出的基本单位是字节,输入就是获取一串字节,输出就是发送一串字节.但是很多情况下,程序不可能接收所有的字节之后再进行处理,而是接收一点处理一点.比方你下载魔兽世界,不可能全部下载到内存里再保存到硬盘上,而是下载一点就保存一点.这时,流这种方式就非常适合. 在 Jav

举例讲解Java中的多线程编程

Java创建线程(Runnable接口和Thread类) 大多数情况,通过实例化一个Thread对象来创建一个线程.Java定义了两种方式: 实现Runnable 接口: 可以继承Thread类. 下面的依次介绍了每一种方式. 实现Runnable接口 创建线程的最简单的方法就是创建一个实现Runnable 接口的类.Runnable抽象了一个执行代码单元.你可以通过实现Runnable接口的方法创建每一个对象的线程.为实现Runnable 接口,一个类仅需实现一个run()的简单方法,该方法声

举例讲解Java中final关键字的用法

1. final variable final variable 就是一个常量,一旦被初始化就不可以被改变. class Test1 { final double PI = 3.14; //常量的名称最好大写 public Test1(){ PI = 3.14; } void test(){ System.out.println("PI is: " + PI); } public static void main(String[] args){ Test1 t = new Test1(

举例讲解Java中synchronized关键字的用法

synchronized关键字顾名思义,是用于同步互斥的作用的. 这里精简的记一下它的使用方法以及意义: 1. 当synchronized修饰 this或者非静态方法或者是一个实例的时候,所同步的锁是加在this或者实例对象引用上面的.比如a,b同为Main类的实例化对象,a调用被同步的方法,和b调用被同步的方法,没有形成互斥.但是不同线程的a对象调用被同步的方法就被互斥了. public synchronized void method(){ //-. } public void method

举例讲解Java中数组和字符串类型的使用方法

Java数组 数组是具有相同数据类型的一组数据的集合,Java支持多为数组,一维数组的每个基本单元都是基本数据类型的数据,二维数组就是每个基本单元是一维数组的一维数组,以此类推,n维数组的每个基本单元都是n-1为数组的n-1维数组.下面以一维数组为例说明Java数组的用法. 1.数组声明 数组声明有如下两种形式(方括号的位置不同): int arr[]; int[] arr2; 2.数组初始化 数组初始化也有两种形式,如下(使用new或不使用new): int arr[] = new int[]

举例讲解Java中do-while语句的使用方法

在学习 do/while 语句之前,先清楚 while 语句是如何工作的.while 语句是先进行条件判断,再执行大括号内的循环体. do/while 语句与 while 语句不同的是,它先执行大括号内的循环体,再判断条件,如果条件不满足,下次不在执行循环体.也就是说,在判断条件之前,就已经执行大括号内的循环体. 示例:计算1+2+3+4......+100的结果. public class control5{ public static void main(String[] args){ in

简单讲解java中throws与throw的区别

Java中throws和throw的区别讲解 当然,你需要明白异常在Java中式以一个对象来看待. 并且所有系统定义的编译和运行异常都可以由系统自动抛出,称为标准异常,但是一般情况下Java 强烈地要求应用程序进行完整的异常处理,给用户友好的提示,或者修正后使程序继续执行. 直接进入正题哈: 1.用户程序自定义的异常和应用程序特定的异常,必须借助于 throws 和 throw 语句来定义抛出异常. 1.1   throw是语句抛出一个异常. 语法:throw (异常对象);         

Java中从键盘输入多个整数的方法

例题:求数列的和 分别输入两个整数n,m,中间以空格隔断,n 为数列第一项,后面各项均为前一项的开根号,求前m项的和. 第一种从键盘输入并读取的方式:sc.hasNextInt() 函数和sc.nextInt()函数 hasNextInt() 判断当前输入的是否是整数 import java.util.Scanner; import java.lang.Math.*; class Test1{ public static void main(String [] args){ Scanner sc

实例讲解Java中的synchronized

一.使用场景 在负责后台开发的时候,很多时候都是提供接口给前端开发人员去调用,会遇到这样的场景: 需要提供一个领奖接口,每个用户名只能领取一次,我们可以将成功领取的用户在数据库用个标记保存起来.如果这个用户再来领取的时候,查询数据库看该用户是否领取过. 但是问题来了,假设用户手速很快,极短时间内点了两次领奖按钮(前端没有进行控制,我们也不能依赖前端去控制).那么可能掉了两次领奖接口,而且有可能第二次调用的时候查询数据库的时候,第一次领奖还没有执行完成更新领奖标记. 这种场景就可以使用到synch